柴油机的运动零件虽然都经过精密加工，表面光洁，肉眼看起来很光滑，但是用高倍放大镜观察，就能看到这些光滑的表面总是凹凸不平的。当两个零件互相接触并相对运动时，它们表面的凹凸不平处就会互相嵌合与咬住，这就是平时所说的干摩擦。干摩擦大大增加运动阻力，使零件的微观凸出部分被撞塌，零件的尺寸变小（即磨损）。如果在两运动零件表面之间加入润滑油，填入零件表面的凹凸不平中，形成一层油膜，使两运动表面不直接接触，这样摩擦就会大大减小。因此，为保证长期正常工作，柴油机都设有润滑系统。润滑系统的功用是不断地向各运动件的摩擦表面提供一定数量的润滑油即机油，使柴油机各运动零件能长期正常工作。
机油在柴油机工作时的主要作用是：①减摩作用，机油使运动零件表面附着一层油膜，避免零件表面直接接触，减轻零件表面之间的摩擦和减少零件的磨损；②清洗作用，通过机油的流动，冲走运动零件表面由于摩擦产生的金属及其它杂质，维持摩擦表面的清洁；③密封作用，利用机油的豁性，附着于运动零件表面，提高零件的密封效果；④防锈作用，机油好像一层保护膜，可以防止零件表面与水分、空气及燃烧气体接触而发生氧化和锈蚀，从而减少零件的腐蚀性磨损。
机油的好坏直接影响发动机运动零件的磨损。过早更换机油，造成机油浪费；过迟更换机油，将使机械零件磨损加快，甚至造成严重机械事故。为此，要学会鉴别机油的性能，适时更换新鲜机油，保证柴油机的良好技术状态。在无仪器、工具监测的情况下，采用看颜色、闻气味、摇气泡、模豁稠等方法来识别。质量好的机油是深棕色到发蓝、黑色；闻到有酸性气味；摇起来泡少而大，消失慢；油挂瓶较多，有黄色；摸起来沾水捻后，稍乳化，发赫稠。但是经过使用一段时间后的机油是否变质，决定换油周期，可采用下列方法一种或几种进行简易试验鉴别：
（1）待柴油机刚停机时，拔出油底壳中的机油标尺，观察标尺上机油的颜色和透明程度。如机油标尺上的油膜层呈黄色或黄褐色，色泽鲜艳，标尺上刻度线可见，表明机油品质尚好；如标尺上的油膜层呈黑色柏油状，并看不出标记刻度线，说明机油已被污染变质，应立即更换机油。
（2）在洁白的滤纸上滴上一滴新机油，然后在另一张滤纸上再滴上一滴使用中的机油，观察对比变化情况，最好用放大镜观察。如果使用中的油滴油心黑点有较多的硬沥青质及碳粒，表明滤清器需要保养或更换滤芯，并不说明机油已变质；如果黑点较大，是黑褐色且均匀无颗粒，则表明机油已严重变质，应该换油；如果黑点与四周黄色浸润痕迹的边界不很明显，而且黑点扩散较大，表明机油中的添加剂并未完全失效；如果边界很清晰，黑点呈漆黑一团，并扩散很小，表明添加剂已消耗到不起作用，也应换机油。
（3）可将使用中的机油滴在吸湿性好的白纸上，用放大镜观察其变化情况，油滴颜色较浅，但有较多的黑点，表明滤清器滤清效果差，不能说明机油变质，应清洗或更换滤芯，不必换机油。油滴中间有较小黑点而颜色较浅，四周黄色浸润面积较大，则机油可继续使用。油滴呈黑褐色，且均匀无颗粒，表明机油已严重变质，应换油。
（4）将使用过的机油滴在滤纸上，油滴便向四周扩散，形成一个中央有深色核心的斑痕，周围有一浅色环带。机油内不溶解的物质集中在核中心，机油及溶解物向外扩散。如油滴斑痕核心很小（不足整个斑痕直径的1/3），边界十分清晰，表明机油中抗氧化和浮游高效添加剂消耗较多，已不起作用了，则应更换机油，如核心直径较大，而且有扩散的花边，表明机油还可继续使用。
（5）用柴油机的废轴瓦做一个宽1cm、长5cm的薄片，磨光到与轴承（瓦）同样的粗糙度，装在油标尺上，使其一半浸入机油内，长期放置；如果机油内有腐蚀性物质时，则该小薄片上会产生斑痕或小点，表明应该换油。
（6）用直径0.5cm、长20cm的玻璃管，装入19cm高度的新机油，并封好。另外用一个同样的玻璃管装入同等量的使用中的机油，封好。使两者同时颠倒，记录气泡上升的时间。如果两者相差超过20％时，就应该换油。
（7）取使用中的机油100mL，加入无铅汽油200mL稀释，然后用滤纸过滤并干燥，当油泥沉淀物重量达2g时，就应该换机油。
（8）柴油机运转一段时间以后，曲轴箱内的机油出现乳化现象，并伴有许多气泡产生，表明机油含有较多的水分，用棉纱或纸沾上使用过的机油，用明火点燃，如有轻微炸裂声或闪光现象，说明机油中含水量较多。机油中含有较多的水分，会使机油品质下降，润滑性能变差，不能很好地起到润滑的作用，重要的配合面间无法形成油膜，而导致机械事故的发生。按标准规定，柴油机机油中含水量不大于0.03%，当机油中含水量超过0.1％时，则应更换新机油。
换油应趁柴油机机体还热时进行，这样可使杂质随同脏机油一道排出。脏油放尽后，加入1～2g清洁柴油，减压后快速摇动曲轴3～5min，清洗润滑系统油路，然后放出柴油。换油的同时，应进行集滤器、机油滤清器和放油塞等的清洗工作。